关于轴箱前盖裂纹产生的原因分析及处理方式

唐苏星

摘要：CRH2A-4008三级试修时，发现5个轴箱前盖裂纹。本文从轴箱前盖检修现状、前盖作用、裂纹产生的原因和裂纹打磨处理、渗透探伤和尺寸测量验证，提出了轴箱前盖的检修工艺优化，裂纹处理方式建议。

关键词：前盖裂纹;热裂纹;表面裂纹;打磨;渗透探伤;工艺优化

一、故障情况

2019 年 10 月 30 日，轮轴组轴箱体检修工位作业人员在进 行轴箱体、轴箱前盖检修时，发现多个 CRH2A-4008 车组下车 轴箱前盖裂纹，且前盖无击打痕迹，质检认为是贯穿裂纹，按 照三级修检修规程所述“前盖表面目视检查无裂纹”，所有存 在裂纹前盖均换新。

二、三级修检修现状

（1）三级检修规程中规定：轴箱前盖与轴箱体装配面不 许有电蚀，前盖表面目视检查无裂纹，表面伤痕深度不大于 5mm 时消除锐棱，超限时更换。

（2）三级修轴箱组成检修作业指导书中规定：检查前盖 不得存在裂纹，表面磕碰伤深度不超过 5mm 时，打磨处理消 除锐棱后使用。

（3）三级修轴箱前盖检修现状是：前盖在三级修检修过 程中未要求进行脱漆检查处理。

三、轴箱前盖作用情况分析

轴箱前盖在车组运行过程中主要作用：

（1）保护轴端装置免受外来物击打;

（2）保证轴端装置不掉落;

（3）提供检查轴端装置安装情况观察口;

（4）盖上轴箱前盖橡胶盖后能有效避免雨水、泥沙等杂 质进入轴端;

（5）在动车组运行过程中轴箱前盖是非主受力部位。 因此，在正常运行情况下轴箱前盖未受击打不易产生裂纹。

四、裂纹产生原因分析

前盖裂纹主要分为前盖橡胶盖安装面圆弧过渡处裂纹（4 个）和前盖观察口内圈裂纹（1 个）两类。

热裂纹外形弯弯曲曲，断口很不规则呈藕断丝连状，而且 表面较宽，越到里面越窄，是铸件在凝固末期或凝固后不久尚 处于强度和塑性很低状态下，因铸件固态收缩受阻而引起的裂 纹。热裂纹是铸钢件、可锻铸铁件和某些轻合金件生产中常见 的铸造缺陷之一。热裂纹在晶界萌生并沿晶界扩展，其形状粗 细不均，曲折而不规则。裂纹的表面呈氧化色，无金属光泽。

热裂纹又可分为外裂纹和内裂纹。在铸件表面可以看到的 热裂纹称为外裂纹。外裂纹常产生在铸件的拐角处、截面厚度 急剧变化处或局部疑固缓慢处、容易产生应力集中的地方。其 特征是表面宽内部窄，呈撕裂状。有时断口会贯穿整个铸件断 面。热裂纹的另一特征是裂纹沿晶粒边界分布。内裂纹一般发 生在铸件内部最后凝固的部位裂纹形状很不规则，断面常伴有 树枝晶，通常情况下，内裂纹不会延伸到铸件表面。

五、裂纹处理验证

为验证该批次前盖裂纹具体情况，车间技术专职进行了专 项实验验证。具体验证步骤如下：

5.1 前盖脱漆

为具体观察裂纹情况及后续工作验证，组织广州艾麦公司 对产生裂纹前盖圆弧过渡处全部脱漆，并使用清洗剂清洗干净， 露出金属本色。

5.2 打磨圆滑过渡

因裂纹无法测量其深度，所以使用外径千分尺测量圆弧过 渡处外径后，再使用圆锉对裂纹进行打磨。打磨完成后，使用 320#砂纸对打磨处进行圆滑过渡，降低粗糙度。

5.3 渗透探伤

使用 ZPT-5 清洗剂、ZPT-5 渗透剂、 ZPT-5 显像剂对打磨 处进行渗透探伤。渗透探伤完毕后，发现前盖均无裂纹。

5.4 尺寸测量

CRH2A 统型动车组三级修检修规程中虽未要求对前盖尺 寸进行测量，且裂纹深度无法直接测量，因此本文裂纹深度采 用测量与计算相结合的方式来计算得出裂纹深度。

设前盖圆弧过渡处打磨前外径为 R，打磨后外徑为 1 R ;前 盖观察口打磨前内径为r，打磨后内径为 1 r 。

因此，前盖圆弧过渡处裂纹深度 1RRH

前盖观察口裂纹深度

1rrh  。 根据测量后结果，五个轴箱前盖裂纹深度如下表所示：

结论：根据对前盖脱漆、打磨、渗透探伤和测量等处理， 发现前盖裂纹深度较浅，经过打磨处理后，渗透探伤未发现裂 纹，由此判断 CRH2A-4008 前盖裂纹属于表面裂纹。该批次轴 箱前盖裂纹应属于铸造缺陷，是源头质量问题。

六、总结及建议

根据验证分析结果可知：

（1）车组运行过程中，轴箱前盖是非主受力部件，不遭 受击打情况下极难产生裂纹;

（2）CRH2A-4008 轴箱前盖裂纹是表面裂纹，属于铸造缺 陷;

前盖检修优化建议：

（1）加强对轴箱前盖裂纹的检查，避免带裂纹前盖装车 运行;

（2）若发现轴箱前盖裂纹可按照如下方式进行处理： a.使用细圆锉打磨处理，并使用 320#砂纸圆弧过渡; b.观察裂纹消失后，测量、计算裂纹深度; c.裂纹深度 h≤2mm 时，渗透探伤无裂纹可装车使用; d.裂纹深度 h>2mm 时，报废。 注：裂纹深度限度来源：结合轴箱前盖三级修规程磕碰伤 限度，且在此基础上更加严格。

参考文献：

[1] 铁总运〔2017〕144 号总公司关于印发《和谐 2A2B2C 一阶段 2E2G 型动车组三级检修规程》，2017.

[2] CRH2A 统、CRH380A 统型动车组三级修轴箱组成检 修作业指导书 V1.1，2019.